2022版新教材高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 课时1 化学平衡状态 化学平衡常数基础训练（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、课时1 化学平衡状态 化学平衡常数基础达标练1.将V1mL0.1molL-1 的Fe2(SO4)3 溶液与2mL0.1molL-1KI 溶液混合,待充分反应后,下列方法可证明该反应具有一定限度的是( )A.若V11 、加入淀粉B.若V11 、加入KSCN 溶液C.若V11 、加入AgNO3 溶液D.加入Ba(NO3)2 溶液答案：B解析：由反应：2Fe3+2I-=2Fe2+I2 可知,如果n(Fe3+)n(I-), 仍能检测出Fe3+ ,则说明反应有一定的限度。B项,若V11, 即n(Fe3+)n(I-), 加入KSCN 溶液,溶液变红,则说明仍有Fe3+, 能说明反应有一定的限度。由于I2

2、与水反应会生成微量的I- ,加入AgNO3 溶液也会生成黄色沉淀,造成干扰,不宜用AgNO3 溶液检验反应是否具有一定限度。2.反应2SO2+O22SO3H0 ,达到最大限度时,下列说法一定正确的是( )A.正反应与逆反应停止进行B.SO2 与SO3 的浓度相等C.反应的温度达到最低D.SO3 的正反应速率和SO2 的逆反应速率相等答案：D解析：达到最大限度即达到平衡状态v正=v逆0 ，D项符合。3.关于平衡常数K ,下列说法中正确的是( )A.K 越大,反应越容易进行B.对任一给定的可逆反应,温度升高,K 增大C.对同一可逆反应,K 越大,反应物的转化率越高D.加入催化剂或增大反应物浓度,K

3、 将增大答案：C4.对于反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) 的平衡常数,下列说法正确的是( )A.K=c4(H2)c(Fe3O4)c3(Fe)c4(H2O)B.K=c4(H2)c4(H2O)C.增大c(H2O) 或减小c(H2) ，会使该反应平衡常数增大D.改变反应的温度,平衡常数不一定变化答案：B解析：A项,固体物质的浓度可视为常数,在平衡常数表达式中不写,错误;B项,符合平衡常数表达式的书写要求,正确;C项,化学平衡常数只与温度有关,而与反应物、生成物的浓度变化无关,故增大c(H2O) 或减小c(H2) ,该反应的平衡常数不变,错误;D项,温度改变,平衡常数一定

4、改变,错误。5.反应CO+H2O(g)CO2+H2 在800 达到平衡时,分别改变下列条件,该反应的化学平衡常数发生变化的是( )A.添加催化剂,加快反应速率B.将反应温度升高至1000C.将压强减小至原来的一半D.增大水蒸气的浓度答案：B解析：平衡常数只与温度有关,将反应温度升高至1000 ,化学平衡常数发生变化。6.可逆反应xH2S(g)xH2(g)+Sx(g)(x1) 达到平衡后,下列说法不正确的是( )A.若恒容充入H2 ,逆反应速率加快B.若Sx 为有色气体,可以用体系颜色深浅判断反应是否达到平衡C.若恒容升温后,气体密度不变,说明达到了平衡D.若改变某一条件后,压强不能作为判断新平

5、衡的标志,则Sx 状态发生改变答案：C解析：恒容充入氢气,生成物浓度增加,逆反应速率加快,故A正确;若Sx 为有色气体,未平衡时Sx(g) 的浓度会发生变化,体系的颜色也会发生变化,颜色不变时说明反应达到平衡,故B正确;题给反应中反应物和生成物均为气体,所以气体总质量不变,容器恒容,则密度始终不变,故C错误;若改变某一条件后,压强不能作为判断新平衡的标志,说明反应前后气体总体积不变,即生成的Sx 不是气体,故D正确。7.目前国际空间站常采用还原法处理CO2 ，反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 。在恒温恒压的密闭容器中进行该反应,下列不能判断其达到平衡状态的是( )A

6、.混合气体密度不再变化B.2v正(CO2)=v逆(H2O)C.c(H2O)c(CH4) 不再变化D.c(H2)c(CH4) 不再变化答案：C解析：恒温恒压下,反应混合物的密度不再改变时,说明气体的物质的量不变,说明反应达到化学平衡状态,故A不符合题意;反应速率之比等于化学计量数之比,当2v正(CO2)=v逆(H2O) ,说明反应的正、逆反应速率相等,说明反应达到化学平衡状态,故B不符合题意;H2O 和CH4 都是生成物,无论反应怎么进行,都有生成2molH2O 时有1molCH4 生成,在恒温恒压密闭容器中,c(H2O)c(CH4) 为定值,无法说明该反应达到化学平衡状态,故C符合题意;H2

7、为反应物,CH4 为生成物,氢气不断减少,甲烷的浓度不断增大,当二者浓度之比不变时,能说明该反应达到化学平衡状态,故D不符合题意。8.一定条件下,对于恒容密闭容器中进行的可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ,下列说法能说明反应已经达到化学平衡状态的是( )单位时间生成nmolO2 的同时生成2nmolNO22v正(NO2)=v逆(O2) NO2 、NO 、O2 的物质的量之比为2:2:1容器内压强不再改变容器内混合气体的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变A.B.C.D.答案：A解析：单位时间生成nmolO2 的同时生成2nmolNO2 ，正、逆反应速率相等,说明反应达到

8、平衡状态;2v正(NO2)=v逆(O2) ,两物质表示的反应速率之比与化学计量数之比不相等,说明反应没有达到平衡状态;NO2 、NO 、O2 的物质的量之比为2:2:1,不能说明三种物质的物质的量不再改变,不能判断反应达到平衡状态;反应前后V(g)0 ,压强不再改变,说明各物质的含量不再变化,反应已达到平衡状态;容器恒容,反应前后气体质量不变,则气体密度始终不变,不能据此判断反应达到平衡状态;反应前后n(g)0 ,气体质量不变,则混合气体的平均相对分子质量随着反应的进行而发生改变,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,说明反应已达到平衡状态。因此能说明反应已经达到化学平衡状态的是。9.在汽车

9、排气系统中安装三元催化转化器,可发生下列反应：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) 。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO 和NO ,在不同温度(T) 下发生上述反应时,c(CO) 随时间(t) 的变化曲线如图所示：（1）温度为T1 时,平衡常数K= 。（2）温度为T2 时,反应达到平衡时NO 的转化率为 。答案：（1）80（2）95%解析：（1）由题图知,温度为T1 时,列“三段式”有：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)初始浓度/(mol/L)2.02.000变化浓度/(mol/L)1.61.61.60.8平衡浓度/(mol/L)0.40.41.60.8则

10、平衡常数K=c(N2)c2(CO2)c2(CO)c2(NO)=0.81.620.420.42=80 。（2）温度为T2 时,反应达到平衡时NO 的转化率=变化量起始量100%=2.0mol/L-0.1mol/L2.0mol/L100%=95% 。素养提升练10（A）.一定条件下,将NO2 与SO2 以体积之比为1:2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ,下列能说明反应达到平衡状态的是( )A.体系压强保持不变B.混合气体颜色保持不变C.混合气体平均相对分子质量保持不变D.每消耗1molSO3 的同时生成1molNO2答案：B解析：由题干信息可知,该反应前

11、后气体总体积不变,体系压强保持不变不能说明反应已经达到化学平衡,A不符合题意;反应体系中只有NO2 呈红棕色,其余均为无色,故混合气体颜色保持不变说明反应已经达到化学平衡,B符合题意;由反应可知,化学反应前后气体总体积不变,因此混合气体平均相对分子质量不变,不能说明反应已经达到化学平衡,C不符合题意;消耗SO3 和生成NO2 都表示逆反应速率,不能说明反应达到化学平衡,D不符合题意。10（B）.（不定项）（2021山东枣庄高二月考）一定条件下,将NO2 与SO2 以体积之比为1:2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ,下列能说明反应达到平衡状态的是( )

12、A.体系压强保持不变B.混合气体颜色保持不变C.SO3 和NO 的体积之比保持不变D.每消耗1molSO3 的同时消耗1molNO2答案：B ; D解析：由题干信息可知,该反应前后气体总体积不变,体系压强保持不变不能说明反应已经达到化学平衡,A不符合题意;反应体系中只有NO2 呈红棕色,其余均为无色,故混合气体颜色保持不变说明反应已经达到化学平衡,B符合题意;由反应可知,在整个反应过程中SO3 和NO 的体积之比始终保持不变,故不能说明反应已经达到化学平衡,C不符合题意;消耗SO3 表示逆反应速率,消耗NO2 则表示正反应速率,二者化学计量数相等,故每消耗1molSO3 的同时消耗1molNO

13、2 ,正、逆反应速率相等,说明反应达到化学平衡,D符合题意。11.CO2 催化加氢制取甲醇的研究,对解决环境、能源问题都具有重要的意义。CO2 与H2 反应的热化学方程式表示如下：反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-58kJ/mol反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+42kJ/mol在CO2 催化加氢制取甲醇的反应体系中,两个反应同时进行,则下列说法不正确的是( )A.CO2(g) 的生成速率与H2O(g) 的生成速率相等时,反应体系已达平衡B.对于反应已经达平衡的体系,其他条件不变,压缩体积,平衡常数K 将增大C.恒温恒压条件下,容

14、器内气体的密度不变时反应体系已达平衡D.平均相对分子质量保持不变时,反应体系已达平衡答案：B解析：两个反应中CO2 和H2O 的化学计量数之比均为1:1,所以当CO2(g) 的生成速率与H2O(g) 的生成速率相等时,即两个反应的正、逆反应速率分别相等,反应达到平衡,故A正确;平衡常数K 只与温度有关系,压缩体积,平衡常数不变,故B错误;两个反应中反应物和生成物均为气体,所以气体的总质量不变,恒压条件下容器的体积会变,所以密度会变,当密度不变时说明反应达到平衡,故C正确;气体的总质量不变,但气体的总物质的量会变,所以平均相对分子质量会变,平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡,故D正确。12

15、（A）.在25 时,密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示：物质XYZ初始浓度/(molL-1)0.10.20平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1下列说法错误的是( )A.反应达到平衡时,X 的转化率为25%B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g) ,其平衡常数为1600C.反应前后压强之比为3:2D.改变温度可以改变此反应的平衡常数答案：A解析：由题给信息可知,X 、Y 、Z 的浓度变化量分别为0.05molL-1 、0.15molL-1 、0.1molL-1 ，且X 、Y 的浓度减小,Z 的浓度增大,所以该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2

16、Z(g) ；X 的转化率为0.05molL-10.1molL-1100%=50% ;平衡常数K=0.120.050.053=1600 ,平衡常数只受温度的影响,不受压强和浓度的影响;反应前后压强之比为3:2。12（A）.（不定项）在25 时,密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示：物质XYZ初始浓度/(molL-1)0.10.20平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1下列说法错误的是( )A.反应达到平衡时,X 的转化率为25%B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g) ,其平衡常数为1600C.反应前后压强之比为2:3D.改变温度可以改变此反应的平衡常

17、数答案：A ; C解析：由题给信息可知,X 、Y 、Z 的浓度变化量分别为0.05molL-1 、0.15molL-1 、0.1molL-1 ，且X 、Y 的浓度减小,Z 的浓度增大,所以该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g);X 的转化率为0.05molL-10.1molL-1100%=50% ;平衡常数K=0.120.050.053=1600 ,平衡常数只受温度的影响,不受压强和浓度的影响;反应前后压强之比为3:2。13.某小组向某恒温恒压容器中充入9molN2 和23molH2 模拟合成氨的反应,下图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p) 的关系图。若体系在T2

18、 、60MPa 下达到平衡。（1）此时H2 的平衡分压为 MPa （分压=总压物质的量分数）。（2）列式计算此时的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,保留2位有效数字)。答案：（1）15 （2）0.043解析：（1）根据题意,设N2 的变化量为xmol ,列“三段式”有：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)初始浓度/mol92.00变化浓度/molx3x2x平衡浓度/mol9-x23-3x2x相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比,则氨气的物质的量分数=2xmol(9-x+23-3x+2x)mol100%=60% ,解得x=6 ,则平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别为3mol

19、、5mol 、12mol ,气体总物质的量=(3+5+12)mol=20mol ,此时H2 的平衡分压为=5mol20mol60MPa=15MPa 。（2）氮气分压=3mol20mol60MPa=9MPa ,氨气分压=12mol20mol60MPa=36MPa ,此时的平衡常数Kp=p2(NH3)p3(H2)p(N2)=36215390.043 。14.（2021天津静海高二检测）研究一个化学反应往往需要关注反应的快慢和历程,请利用相关理论答题。.TC 时,反应CO2(g)+Fe(s)CO(g)+FeO(s) 的化学平衡常数为K1 ，H2O(g)+Fe(s)H2(g)+FeO(s) 的化学平衡

20、常数为K2 。回答下列问题：（1）反应的化学平衡常数表达式为K1= 。（2）T 时,若反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ,的平衡常数为K ,则K= (用K1 、K2 表示)。答案：.（1）c(CO)c(CO2) （2）K1K2解析：.（1）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K1=c(CO)c(CO2) 。（2）根据盖斯定律,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 可由反应-反应得到,则该反应的平衡常数K=K1K2 。.在容积为2L 的密闭容器中充入4molCO2 和6molH2 ,进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)

21、+31.2O(g) ,其化学平衡常数K 和温度T 的关系如下表：T/70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）830 、保持容器容积不变,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。A.c(CO)=c(CO2)B.容器内CO2 的体积分数保持不变C.容器内气体密度保持不变D.容器中压强保持不变E.单位时间内有amolHH 键形成的同时有amolHO 键形成（2）830 时,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 的平衡体系中,CO2 的转化率为 。答案：.（1）B （2）60%解析：.（1）c(CO2) 和c(CO) 是否相等和起

22、始量与转化率有关,不能表明正、逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,故A错误;反应达平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,混合气体中CO2 的体积分数保持不变说明可逆反应处于平衡状态,故B正确;反应物和生成物都是气体,反应前后总质量不变,容器的体积不变,所以气体密度保持不变,不能作为平衡状态的判断依据,故C错误;该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,平衡移动时压强不会改变,故D错误;化学平衡时v正=v逆 ,所以单位时间内有amolHH 键形成的同时有2amolHO 键形成表明正、逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故E 错误。（2）830 时,设CO2 转化了xmol/L ,建立“三段式”：

23、CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)初始浓度/(mol/L)2300变化浓度/(mol/L)xxxx平衡浓度/(mol/L)2-x3-xxx因此K=xx(2-x)(3-x)=1 ,解得x=1.2 ,所以CO2 的转化率为1.2mol/L2mol/L100%=60% 。创新拓展练15.金属锰及化合物广泛应用于工业生产、制造业等领域。科研人员将锰粉碎后加入SnCl2 溶液中使其浸出（假定杂质不反应,溶液体积不变）,发生反应：Mn(s)+Sn2+(aq)Mn2+(aq)+Sn(s) （已知含Sn2+ 水溶液为米黄色）。（1）为加快上述反应的反应速率可以采取的措施有 (写出一条即可)。（2

24、）下列说明反应已达平衡的有 (填字母)。A.溶液的颜色不发生变化B.溶液中c(Mn2+)=c(Sn2+)C.体系中固体的质量不变D.Mn2+ 与Sn2+ 浓度的比值保持不变（3）室温下,测得溶液中阳离子浓度c(R2+) 随时间的变化情况如下图所示,则上述反应的平衡常数K= ,Sn2+ 的转化率为 。答案：（1）升高温度或增大c(Sn2+) 等 （2）ACD（3）3; 75%解析：（1）为加快题给反应的反应速率可以采取的措施有升温、增大c(Sn2+) 等。（2）溶液的颜色不发生变化,说明离子浓度不变,反应达到平衡状态,故A正确;溶液中c(Mn2+)=c(Sn2+) 和起始浓度、变化浓度有关,与平

25、衡状态无直接关系,故B错误;体系中固体的质量不变,说明溶液中离子浓度不变,反应达到平衡状态,故C正确;Mn2+ 与Sn2+ 浓度的比值保持不变,说明正、逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故D正确。（3）由题图可知平衡状态下Mn2+(aq) 浓度为0.75molL-1 ，Sn2+(aq) 浓度为0.25molL-1, 平衡常数K=c(Mn2+)c(Sn2+)=0.750.25=3 ，Sn2+ 的转化率=1molL-1-0.25molL-11molL-1100%=75% 。思路点拨（1）升温、增大浓度等均可以加快反应速率。（2）注意Sn2+ 水溶液为米黄色,所以颜色是否变化可以作为是否达平衡的标志。（3）写出表达式即可顺利计算。